Устройство для контроля температуры резания

(9) (11) В 25 06 51) 4 РЕТЕН ПИСАНИ АВТОРСКОМУ ДЕТЕЛЬСТВ остро нстиКПСС вникСССР1984,(54) УСТРОЙСТВ ТУРЫ РЕЗАНИЯ . КОНТРОЛЯ ТЕИПЕР 7) Изобретени анкостроения,тносит к области к устрой астност СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Севастопольский прибортельный институт и Киевскийтут автоматики им. ХХЧ съезд(56) Авторское свидетельствМф 1154072, кл, В 23 Я 11/04 ствам для контроля температуры резания, и может быть использовано длякосвенного контроля нагрузки на инструментах, например, в токарных,расточных, фрезерных станках. Цельизобретения - повышение точности контроля температуры за счет учета коэффициента иэлучательной способностиповерхности заготовки при нагреве.Введенные в устройство первый и второй функциональные преобразователии блок деления осуществляют итерационный процесс определения температуры. На выходе устройства установлен пороговый элемент, срабатывающий при перегрузках. 1 ил.Изобретение относится к станко"строению и может быть использованодля косвенного контроля нагрузки наинструментах, например, в токарных,расточных, фрезерных станках.Цель изобретения - повышение точности контроля температуры за счетучета коэффициента излучательной способности поверхности заготовки при 10нагреве.На чертеже схематически изображено устройство.Устройство для контроля температуры резания при обработке детали 1 15резцом 2, закрепленным в резцедержателе 3, содержит кронштейн 4, на котором с возможностью вращения в горизонтальной плоскости установлена Фокусирующая оптическая головка 5, соединенная световодом 6 с фотоэлектрическим датчиком 7, К выходу фотоэлектрического датчика 7 подключен блок8 деления, первый функциональный преобразователь 9, Один из выходов первого функционального преобразователя9 через второй функциональный преобразователь 10 соединен со вторымвходом блока 8 деления. Второй выходпервого функционального преобразователя 9 подключен к блоку 11 дифференцирования, блоку 12 умножения и далее.к пороговому элементу 13.Устройство работает следующим образом,Перед началом обработки подводятрезцедержатель 3 с резцом 2 и кронштейном 4, на котором укреплена фокусирующая оптическая головка 5, к детали 1. Фокусирующую оптическую головку 5 наводят на определенную точкузоны резания перед резцом 2 и фиксируют на кронштейне 4, Диапазон длинволн работы оптической головки 5 выбирают таким образом, чтобы минимизировать поглощение инфракрасногоизлучения атмосферой, например 0,65,2,19, 3,9 мкм. Зеркальный объективоптической головки 5 позволяет снимать инфракрасное излучение с площадидо 1 ммНагрев детали 1 во время обработки ведет к изменению коэффициентаизлучательной способностиее поверхности, который зависит от температуры. Энергия инфракрасного излучения,воспринимаемая фокусирующей головкой5, определяется выражениемьог(Трвз ) Е О(Тре ),ог(Т р 1) - зависящий от температуры резания Ткоэффициент иэлучательной способностиее поверхности,Е,(Т е, - энергия излученияабсолютно черноготела при температуре резания.Выходное напряжение Н вдатчика7 благодаря линейной обратной связиоптрона пропорционально измеряемомуфототоку, т.е. тепловому излучениюзоны резания,Неопределенность коэффициента Гизлучательной способности поверхности заготовки, который по величиневсегда меньше 1, ведет к тому, чтофотоэлектрический датчик 7, которыйградуируется по модели абсолютно черного тела, измеряют температуру резания меньше действительной на несколько десятков градусов.Сигнал с выхода датчика 7, пропорциональный температуре зоны резания,поступает на вход блока деления 8, вкотором делится на поступающий навторой вход блока 8 деления выходнойсигнал второго функционального преобразователя 10. Выходной сигнал второго функционального преобразователя10 связан с его входным сигналом зависимостью, соответствующей о ,(Т, ).Эта зависимость определяется предварительно и уточняется экспериментально применительно к радиационным свойствам марок обрабатываемых заготовок.Эту зависимость реализует преобразователь 10.Выходной сигнал блока 8 деленияпоступает на вход первого функционального преобразователя 9, где преобразуется в соответствии с градуировочной характеристикой датчика 7 непосредственно в сигнал Ч(Тд ), пропорциональный истинной темйературерезания Те, с учетом неопределенности коэффициента Еизлучательной способности поверхности детали 1.Блоки 8-10 осуществляют итерационный процесс определения температуры,поскольку сигнал с выхода датчика7, характеризующий Тр, меньше истинной, так как неизвестно с , поступает на вход блока 8 деления. В блоке 8 этот сигнал делится на сигнал,характеризующий с с, - ориентировочный, а с выхода блока 8 подается1366302 условия отстройки от максимальногозначения в нормальных режимах резания. После срабатывания элемента 13прекращается подача инструмента,ках инструмента уровень сигналаЭЧ(Т, )Ч(Т ) -- скачком превыРез Ягшает порог срабатывания порогового элемента 13, который выбирается из 30 Составитель А. Семено Техред Л.СердюковаИль оррек Редакто орва Подписн 32/12 ВНИИПИ Го по дел 113035, Мосз омитета СССР ткрытиия наб. Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 на вход первого функционального преобразователя 9. В соответствии с гра- дуировочной характеристикой датчика 7 и с выхода первого преобразователя 9 вновь поступает на вход второго преобразователя 10, реализующего зависимость Е , (Т, ), т.е, сигнал с выхода датчика 7, характеризующий температуру меньше истинной,.итера ционно приближается к сигналу, характеризующему истинную температуру резания.На выходе блока 11 дифференцирования напряжение пропорционально про3 Ч(Тсфез )изводной в в-- градиенту тема 7 пературы. На вход блока 12 умножения поступают сигналы с выхода первого функционального преобразователяЧ(Т . ) и с блока 11 Э Ч(Т )д,Сигнал на выходе блока 12 умножения пропорционален произведениюЭЧ(Т ) 25 Ч(Т ) -- . При перегрузреЪ ф1Формула изобретения Устройство для контроля температу-, ры резания, содержащее фокусирующую оптическую головку, установленную с возможностью вращения на кронштейне, жестко закрепленном в резцедержателе, подключенный к оптической головке, фотоэлектрический датчик, последовательно соединенные блок дифференцирования, блок умножения и пороговый элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в устройство между фотоэлектрическим датчиком и,блоком дифференцирования введены соединенные последовательно блок деления и первый функциональный преобразователь и второй функциональный преобразователь, вход которого связан с выходом первого функционального преобразователя, а выход - с вторым входом блока деления, при этом второй вход блока умножения связан с выходом первого функционального преобразователя